Structuri de date în Python

Structurile de date sunt unul dintre cele mai esențiale concepte în informatică și managementul software și sunt utilizate pe scară largă pentru a scrie programe în orice limbă. Python este un limbaj de programare puternic, interactiv, orientat pe obiecte și interpretat, cu ajutorul căruia elementele fundamentale ale structurii datelor pot fi studiate mai ușor, spre deosebire de alte limbaje de programare.

Este unul dintre cele mai versatile și eficiente limbi utilizate în principal în realizarea de site-uri web interactive și de nivel înalt și în alte domenii precum învățarea automată și inteligența artificială. Se bazează în mare măsură pe date care necesită să fie stocate eficient și accesate la timp. Acest lucru se realizează cu ajutorul structurilor de date din Python .

Ce este o structură de date?

Scopul principal al structurilor de date este de a permite organizarea eficientă a datelor pentru stocarea colecțiilor de date și executarea operațiunilor asupra acestora. De exemplu, într-un site web, datele backend trebuie să fie stocate, gestionate și organizate eficient pentru a avea acces mai ușor pentru modificările viitoare.

Învață cursuri de știință a datelor online la upGrad

Structuri liniare de date

Structurile liniare de date permit stocarea elementelor de date într-o secvență adecvată. Există mai multe tipuri de structuri de date liniare. Acestea sunt după cum urmează: -

• Matrice - O aranjare secvențială a elementelor de date asociate cu indexul elementului de date.
• Stivă - O stivă este o structură de date care urmează o anumită ordine de operare. Ele se numesc FILO (First In Last Out) sau LIFO (last in First Out).
• Lista legată - Fiecare element de date constă dintr-o legătură către un alt element și datele prezente în acesta.
• Matrice - O matrice este o structură de date bidimensională în care elementul de date este indicat de o pereche de indici.

Queue - Queue este similară cu Stacks, dar singura ordine de operare este FIFO (First In First Out).

Citiți articolele noastre populare din SUA - Știința datelor

Structuri de date neliniare

Structurile de date neliniare nu urmează o legătură secvenţială a elementelor de date. În această structură de date, orice grup sau pereche de elemente de date pot fi legate între ele și nu există o secvență strictă pentru a accesa elementele de date.

• Heap - Un heap este un tip special de structură de date arborescentă în care datele din nodul părinte sunt fie strict mai mici decât nodurile copil, fie strict mai mari sau egale cu nodurile copil.
• Arbore binar - Un arbore binar este o structură de date care conectează fiecare element de date la un număr maxim de alte două elemente de date. Începe cu un nod rădăcină.
• Graph - Un graf este un aranjament de noduri și vârfuri în care unele noduri sunt conectate la altele prin legături.
• Tabel Hash - Un tabel hash este o structură de date alcătuită din matrice asociate între ele cu ajutorul unei funcții hash. Folosește chei pentru a prelua valori mai degrabă decât indexul din elementele de date.

Structuri de date încorporate în Python

Structurile de date din Python sunt specifice acestui limbaj de programare deoarece ajută la stocarea flexibilă a tipurilor de date variate și ajută la procesarea datelor mai rapid într-un mediu Python. Deoarece aceste structuri de date sunt preîncărcate în mediile Python, limbajul Python este semnificativ mai ușor de utilizat pentru programatori, deoarece obțin sau pot dezvolta soluții mai rapid.

Python are suport implicit pentru structurile de date, care ajută la stocarea și accesul ușor al datelor și permite utilizatorilor să-și creeze propriile structuri de date cu control total. Structurile de date încorporate în Python sunt după cum urmează:

Listă

O colecție ordonată de articole este definită ca o listă, care este parte integrantă a structurilor de date în crearea unui proiect în Python. „Colecții ordonate” înseamnă că fiecare articol aparținând unei liste constă dintr-o ordine care este utilizată în mod special pentru a le identifica în mod unic. Această ordine a elementelor este o caracteristică care rămâne constantă în mod inerent atâta timp cât durează lista. Totul în Python este considerat un obiect. Prin urmare, realizarea unei liste creează în esență un obiect Python de un anumit tip.

List_A = [articolul 1, articolul 2, articolul 3….., articolul n]

Când o listă este imbricată, aceasta poate avea orice fel de obiect sau poate include o listă diferită sau o sublistă care poate consta și din subliste diferite. O listă imbricată nu are o limită pentru adâncimea cu care listele pot fi imbricate. Listele realizate în Python pot fi modificabile, deoarece pot fi modificate chiar și după ce au fost create. Un utilizator poate adăuga, căuta, muta, deplasa și șterge elemente din listă, la discreția sa. Când elementele dintr-o listă necesită înlocuire, numărul de elemente adăugate nu trebuie să fie egal cu numărul de elemente. Python se va ajusta după cerință.

Tuplu

Un tuplu este o altă structură de date încorporată în Python și este colecția ordonată de obiecte. Tuplurile vin cu funcționalitate delimitată, spre deosebire de liste. Mutabilitatea este principala caracteristică folosită pentru a diferenția între tupluri și liste. Listele sunt mutabile, iar tuplurile sunt imuabile. Tuplurile nu pot fi adăugate, modificate sau șterse după ce au fost deja făcute. În liste, este necesară utilizarea parantezelor pentru a include elementele împărțite prin virgule. Pe de altă parte, tuplurile sunt opționale pentru a folosi paranteze în crearea lor, dar sunt recomandate pe scară largă pentru a discerne între începutul și sfârșitul tuplului. Iată un exemplu de tuplu:

tuple_A = (articolul 1, elementul 2, articolul 3,..., elementul n)

Tuplurile sunt create ca o singură entitate și sunt utilizate în principal atunci când programatorul nu dorește să permită nicio modificare a datelor. Ele sunt utilizate pe scară largă pentru a crea un obiect destinat să fie păstrat intact pe toată durata de viață. Deoarece tuplurile sunt imuabile, ele pot preveni modificarea, adăugarea sau eliminarea accidentală a oricăror date. Un beneficiu al utilizării tuplurilor este că folosesc mai puțină memorie, ceea ce ajută la executarea programelor mai rapid decât folosind liste.

Seturi

O colecție unică de elemente specifice care nu sunt supuse unei anumite ordine este cunoscută sub denumirea de set. Când existența unui obiect într-o colecție de obiecte este mai semnificativă decât ordinea obiectelor sau numărul de ori apariția acestuia, se folosesc seturi. Seturile sunt mutabile, spre deosebire de tupluri, și pot fi ușor modificate, înlocuite, adăugate sau eliminate. Iată un set de mostre: -

set_a = {„articolul 1”, „articolul 2”, „articolul 3”,….., „articolul n”}

Seturile sunt folosite în primul rând pentru a verifica dacă anumite elemente sunt sau nu într-un set sau nu. De exemplu, seturile sunt foarte optimizate pentru testele de membru. Ele pot fi, de asemenea, folosite pentru a vedea dacă o mulțime este un subset al unei mulțimi diferite și pentru a recunoaște relația dintre două mulțimi.

Dicţionar

Dicționar într-o structură de date integrală utilizată în Python. Este o colecție neliniară de valori de date și este utilizată în primul rând pentru a stoca valori specifice de date, cum ar fi hărți. Dicționarul conține pereche cheie:valoare, spre deosebire de diferite tipuri de date care au doar o anumită valoare ca element. Valoarea-cheie este dată în dicționar pentru ao optimiza. Într-un dicționar Python, există mai multe moduri de a adăuga elemente. La un moment dat, o singură valoare poate fi adăugată la un Dicționar prin definirea valorii cu cheia. O metodă încorporată update() trebuie utilizată pentru a actualiza o valoare existentă într-un dicționar. De asemenea, este posibil să adăugați valori cheie imbricate la un dicționar deja existent. Dacă cheia-valoare există deja în timp ce adăugați o valoare, valoarea este actualizată; în caz contrar, o nouă Cheie este adăugată la Dicționar cu valoarea.

Verificați programele noastre din SUA - Data Science

Pentru a urma o carieră în știința datelor, ar trebui să aveți o cunoaștere aprofundată a structurilor de date în Python. Dacă vă străduiți să găsiți un curs de încredere, upGrad are cel mai bun program de certificat profesional în știința datelor și analiză de afaceri de la Universitatea din Maryland, o universitate de top din SUA, care vă va ajuta să începeți și să vă ofere o înțelegere aprofundată a acestui subiect.